인도네시아의 지진 대응 고압 차단 스위치 솔루션으로 지진 취약 전력망 대비

1. 프로젝트 배경​

인도네시아는 태평양 환태평양 지진대에 위치해 있어 자주 지진을 겪고 있습니다. 인도네시아 기상청, 기후청, 지구물리학청(BMKG)의 경고에 따르면 수마트라, 자바, 술라웨시 등 섬들은 대규모 메가스러스트 지진의 위협을 받고 있어 전력 인프라에 심각한 위험을 초래하고 있습니다.

전통적인 고압 차단 스위치는 구조적으로 높은 강성과 약한 내진성을 가지고 있어 지진 시 절연체 파손, 도체 이동 또는 기계 연결부 고장으로 인해 전력망 마비를 일으킬 가능성이 있습니다. 예를 들어, 2018년 술라웨시 M7.4 지진은 변전소 장비에 막대한 피해를 입혔습니다. 따라서 고강도 지진 지역에 적응할 수 있는 고압 차단 스위치 개발은 인도네시아의 전력 안보에 있어 긴급한 필요가 되었습니다.

​2. 해결책​

2.1 핵심 내진 설계 기술​​

• 다단계 충격 흡수 시스템:
  고압 차단 스위치에 "댐퍼 + 디스크 스프링" 복합 구조를 채택합니다. 수직 양방향 댐퍼가 지진 에너지를 흡수하고, 횡방향 버퍼 디스크 스프링 세트가 전단력을 분산하여 공명 위험을 줄입니다. 예를 들어, 고압 차단 스위치 기반에 디스크 스프링 배열을 추가하면 최대 30%의 측면 이동을 상쇄할 수 있습니다.
• 마찰 진자 격리 베어링(FPS)​:
  고압 차단 스위치 장비 기반에 곡선 슬라이딩 레일 마찰 진자 시스템을 설치하여 (마찰 계수를 0.04로 최적화하여) 슬라이딩 마찰을 통해 에너지를 소산하며 자동 재설정됩니다.

2.2 구조 강화 및 스마트 조기 경보 통합​

• ​장비 결합 최적화:
  다단 절연체(GW9-10형 등)를 가진 고압 차단 스위치에서 유연한 도체로 강성 연결을 대체하여 지진 결합 효과를 최소화합니다. 절연체 뿌리에 금속 강화 링을 추가하여 이러한 스위치의 취성 파단을 방지합니다.
• 지진 조기 경보 연동:
  지진 조기 경보 시스템과 연동하여 강한 지진 몇 초 전에 고압 차단 스위치의 자동 전원 차단 보호를 가능하게 합니다.

​2.3 현지 적응 및 유지보수 보장​

• ​재료 및 제작 기술:
  고압 차단 스위치 캐비닛은 고연성 강철을 사용하며, 중요한 볼트 연결에는 고무 충격 흡수 패드를 적용합니다.
• 모듈식 유지보수 설계:
  고압 차단 스위치의 충격 흡수 구성 요소는 빠른 교체를 위한 분리 가능한 모듈을 특징으로 합니다.

​3. 달성된 결과​

3.1 크게 향상된 내진 성능​
실험실 시뮬레이션 결과, 최적화된 고압 차단 스위치는 IX 강도를 견딜 수 있으며, 절연체 뿌리 스트레스는 50% 이상 감소했습니다.

3.2 향상된 전력망 신뢰성​
조기 경보 연동으로 인해 고압 차단 스위치를 갖춘 변전소의 지진으로 인한 정전 회복 시간이 2시간 이내로 단축되었습니다.

​3.3 기술 보급 및 비용 효율성​
고압 차단 스위치 솔루션이 인도네시아 SNI 내진 건축 표준에 포함되었습니다.